说说二次盐水精制所用的树脂塔

说说二次盐水精制所用的树脂塔，再生酸碱洗的时候为什么酸要顺流，碱要逆流？

酸洗的时候，树脂已经转化到氢型，体积比较小，而在碱洗过程中转化为钠型，体积要增大，如果碱从上向下，与树脂膨胀的方向相反，会不利于树脂全面转化。如果碱从下向上流动，不仅可以将树脂均匀鼓起，能够充分转化，还会与树脂膨胀方向一致，减少树脂破碎。

碱从下往上很好理解，在经过酸洗后，树脂体积比正常体积小，进行碱洗时，树脂溶胀，碱液从下部开始往上充入，下部树脂充分溶胀，蓬松上部树脂，当溢流后，破碎树脂随碱液一起流出树脂塔，碱液比重大，从下部进入流量稳定，不易将树脂冲出。

至于酸从上往下，我理解是酸洗主要是将树脂里面的钙镁离子置换出来，盐酸比重比氯化钙，氯化镁比重小，盐酸进入后，下部废液也是顺流进入废水池，因此，更容易将里面的杂质去除。

第一步是吸附，螯合树脂也是一种离子交换树脂，与普通的交换树脂不同的是，它吸附金属离子后形成环状结构。以亚胺基乙酸为例，吸附金属离子发生以下反应：CH2-COONa CH2-COO

R-N +M2+ R-N M+2Na+ CH2-COONa CH2-COO

第二步是脱吸，在一定的外界条件下（如PH值和浓度温度）改变金属螯合物的平衡条件而使金属离子离解开，本装置采用浓度为5%左右的高纯盐酸对树脂进行漂洗。以亚胺基乙酸为例，脱洗金属离子发生以下反应：

CH2-COO CH2-COOH

R-N M +2H+ R-N +M+

CH2-COO CH2-COOH

第三步是再生，在已经洗脱金属离子的“H”型树脂中加入4%的NaOH溶液，调节PH值为14，由于溶液中的H+大量减少，使平衡向右移动，树脂由H型变为钠型。以亚胺基乙酸为例，发生如下反应：

CH2-COOH CH2-COONa

R-N +2NaOH R-N +2H2O

CH2-COOH CH2-COONa

树脂又回到吸附前的状态。

盐水二次精制包括盐水中的阳离子被螯合树脂选择吸附进行交换和失去交换能力的螯合树脂进行再生处理两个部分。

（1）、螯合树脂离子交换反应原理：

螯合树脂是带有活性离子交换基因，并具有螯合结构的有机高分子聚合物，并带有固定的负电荷，这些固定的负电荷和带有正电荷的离子有相对亲和力。由于螯合树脂对盐水中的多价阳离子的吸附能力大于对一价离子的吸附能力，故含有Ca2+、Mg2+的盐水流经螯合树脂塔时，其中的Ca2+、Mg2+离子将取代树脂中的Na+，从而发生下列离子交换反应。（以CR －11螯合树脂吸附Ca2+、Mg2+ 为例）：

CH2COONa CH2COO

R－CH2N ＋Ca2+ → R－CH2N Ca ＋2Na+

CH2COONa CH2COO

CH2COONa CH2COO

R－CH2N ＋Mg2+ → R－CH2N Mg ＋2Na+

CH2COONa CH2COO

经过上述反应后，盐水中的Ca2+、Mg2+ 被吸附，Ca2+、Mg2+ 总浓度低于0.02×10-6，达

到了盐水精制的目的，从而满足离子膜法电解工艺对盐水质量的要求。

（2）、螯合树脂再生反应原理：

螯合树脂处于Na型时才有离子交换能力，而经过交换反应后树脂变成了Ca型或Mg型，

失去了交换能力，这时树脂必须经过再生反应，重新转化成Na型，恢复其交换能力。

螯合树脂再生时，首先用高纯盐酸把Ca型或Mg型树脂转换成H＋型，然后再用高纯碱进

行苛化处理，使其重新转化成Na型，循环使用。

CH2COO CH2COOH

R－CH2N Ca ＋2H+ → R－CH2N ＋Ca2+

CH2COO CH2COOH

CH2COOH CH2COONa

R－CH2N ＋2Na+ → R－CH2N ＋2H+

CH2COOH CH2COONa

1.盐水精制的原理

（1）次氯酸钠除菌藻类及其它有机物

盐水中的菌藻类被次氯酸钠杀死，腐殖酸等有机物被次氯酸钠氧化分解成为小分子。

（2）碳酸钠除钙离子

在盐水中加入碳酸钠溶液，使其和盐水中的Ca2+反应，生成不溶性的碳酸钙沉淀，其反应式如下：

Ca2++CO32-→CaCO3 ↓

为了将Ca2+除净，碳酸钠的加入量必须超过反应式的理论需要量，本工艺碳酸钠的过碱量200~400mg/l。

（3）氢氧化钠除镁离子

在盐水中加入NaOH溶液，使其和盐水中的Mg2+反应，生成不溶性的Mg(OH)2沉淀，其反应式如下：

Mg2++2OH-→ Mg(OH)2 ↓

为了将Mg2+除净，NaOH的加入量必须超过反应理论需要量，本工艺氢氧化钠过碱量为100~300mg/l。

（4）去除有机物、不溶性机械杂质

由于工业原盐中存在各种杂质，随化盐过程进入盐水中，盐水中的菌藻类、腐殖酸等天然有机物被次氯酸钠氧化分解成为小分子，最终通过FeCl3的吸附和共沉淀作用，在预处理器中预先除去，一部分不溶性机械杂质也被同时除去。

2.工艺流程简述

来自离子膜电解的淡盐水部分经1#折流槽，加入氯化钡溶液反应后流入澄清桶，从澄清桶上部流出的清液进入配水槽；另一部分与来自板框压滤机的滤液、工业水、再生系统回收盐水及冷凝液等杂水直接进配水槽进行配水，上述各部分水在配水槽中混合后，作为化盐水由化盐池给料泵送入化盐池，溶解原盐后得到饱和粗盐水，粗盐水自流进入前反应池，在进入前反应池之前于2#折流槽内按工艺要求分别加入精制剂氢氧化钠和次氯酸钠，粗盐水中的镁离子与精制剂氢氧化钠反应生成氢氧化镁，菌藻类、腐殖酸等有机物则被次氯酸钠氧化分解成为小分子有机物；然后用加压泵将前反应池内的粗盐水送出，在气水混合器中与空气混合后进入加压溶气罐再进入预处理器，并在预处理器进口加FeCl3，在预处理器中除去Mg(OH)2和有机小分子，经过预处理的盐水进入后反应槽，同时在第一后反应槽中加入碳酸钠，盐水中的钙离子与碳酸钠反应形成碳酸钙作为膜过滤的助滤剂，充分反应后的盐水自流进入中间槽，由过滤器给料泵送入进液高位槽，然后自流入膜过滤器，过滤后精盐水流入3#折流槽，3#折流槽中加入10[wiki]%[/wiki]亚硫酸钠溶液除去盐水中的游离氯，再加盐酸调节PH值后流入过滤精盐水贮槽。

盐泥被阻隔在滤膜表面，过滤一段时间后过滤器自动反清洗数秒钟将盐泥推离膜表面沉入过滤器底部，当盐泥浆达到一定量后过滤器自动排入渣池。渣池中的盐泥经盐泥泵送至盐泥压滤机压滤。经压滤洗涤除水后的滤饼含液率小于50%wt，被送出界区；滤液自流至滤液桶中，被滤液泵送回配水槽。

膜运行一段时间后(约二周)，为了保持较高的过滤能力和较低的过滤压力需用约15%的盐酸进行化学再生，清洗液可循环使用。

这两种螯合树脂的主要物化性能指标如下。

螯合树脂的主要物化性能指标

种类Ca2+吸附容量/mol/L 水质量分数/% 粒径/mm 湿表

观密度/g/mL 适宜温度/℃n(H+)/n(Na+)/%

D-751 0.50 52-62 0.3-1.2 0.70-0.80 ≤80

CR-11 ≥0.50 60.1 0.3-1.2 0.73 ≤80

D-403 0.60 46-56 0.3-1.2 0.70-0.80 ≤80 0.75

D-412 0.35 50-60 0.3-1.2 0.74 45-50 0.70

ES-467 0.35 60-65 0.3-1.0 0.73 45-50 0.75

S-940 0.50 60-65 0.6-1.0 0.72-0.78 ≤90 0.69

TP-260 2.30 60 0.40-1.25 0.77 -20-85 0.75

以上仅供参考，通过对不同树脂的对比分析中不难发现，除TP-260型树脂的Ca2+吸附容量较高外，我们公司就用的是TP-260树脂，其他树脂的性能指标均比较接近，目前国内企业所用的树脂，不管是进口的还是国产的，只要工艺条件控制得较好，都能满足生产需要。